Day - 9

Bu başlıkta, atmosferdeki oksijen konsantrasyonunun yanıcı gazların alevlenebilirliği üzerindeki etkileri açıklanır.

• Etki: Oksijen konsantrasyonu normal havadan yüksekse alevlenme aralığı genişler.
• Değişim: LFL (Alt Limit) benzer kalır, ancak UFL (Üst Limit) önemli ölçüde artar.
• Tutuşma Enerjisi: Karışımdaki fazla oksijen, tutuşma enerjisini de düşürür, yani tutuşma kolaylaşır.
• Sonuç: Yanıcı buharların olduğu ortamlara oksijen eklenmez.

• Etki: Oksijen içeriği azaltılırsa, alevlenme aralığı daralır ve tutuşma enerjisi yükselir.

• Kritik Seviye: Oksijen konsantrasyonu belirli bir seviyenin altına düşürülürse, yanıcı gaz miktarı ne olursa olsun karışım alev almaz (inert hale gelir).

  

• İnertleme (Inerting): Alıcı/gönderici gereksinimine göre, sistemdeki havayı inert gaz veya azotla değiştirerek oksijen bakımından fakir bir atmosfer yaratma sürecidir.,

• Anlam ayrımı: Bu yayında inert gaz terimi, yanma yoluyla üretilen ölü gazı ifade eder. Azot ise karadan alınan saf azotu veya gemi ayırma sistemleriyle üretilen, içermeyen azotu ifade eder.

• IMO IGC Kodu, inertleme için karadan gaz tedarikinin mümkün olduğunu kabul ettiğinden, gaz taşıyıcı gemilere azot veya inert gaz üretim tesisi kurmak bir IMO zorunluluğu değildir

Propulsion exhaust (flue gas) is not used to produce inert gas on board gas carriers due to the lack of cleanliness in the exhaust gases.

Instead, inert gas is produced by burning distillate oil in a dedicated Inert Gas Generator (IGG). In some installations, boil-off gas (BOG) is burned in a combined IGG/Gas Combustion Unit (GCU) to produce inert gas.

Nitrogen may also be generated on board by separating air using either a membrane air separation unit or a Pressure Swing Adsorption (PSA) generator.

A small percentage of oxygen usually remains in the nitrogen produced on board, although higher purity can be achieved if the production rate is reduced.

Bir tankın iç atmosferi örneğin %7 hidrokarbon ve %8 oksijen içeriyorsa, doğrudan havayla gazdan arındırma yapılırsa atmosfer yanıcı aralığın içinden geçer. Bunu önlemek için tank önce kritik seyreltme çizgisinin altına inert gazla çekilmeli (AC hattı), ardından hava ile havalandırma (CB hattı) yapılmalıdır. Bu yöntem, yanıcı ortama girmeden güvenli gazdan arındırmayı sağlar.

İşlem boyunca tank atmosferi, kalibre edilmiş cihazlarla düzenli olarak ölçülmelidir. Homojenlik farkları ve ölçüm belirsizlikleri için güvenlik payı bırakılmalıdır.

Yükleme öncesi, gemi tank atmosferi yükleyici (shipper) talimatlarına göre hazırlanır. Oksijen veya CO₂’ye hassas kargolarda genellikle azotla inertleme yapılır. LPG ve LNG gibi yanıcı kargolarda ise oksijen içeriği genellikle %5’in, hidrokarbon içeriği ise %2’nin altına düşürülür.

İnert gazın kuru olması zorunludur. Nemli gaz, düşük sıcaklıklarda yoğuşma veya buz-hidrat oluşumuna, ayrıca korozyona neden olur. IGC Kod’a göre, ikincil bariyerli gaz taşıyıcılarda bu boşluklar da inert durumda tutulmalıdır. Modern gemiler bu amaçla genellikle membran tip azot jeneratörleri kullanır.

Kötü yanma sonucu kurum (carbon) ve karbon monoksit (CO) oluşur. CO renksiz ve kokusuzdur, 25 ppm üzerinde zehirlidir. Eksik yanma aynı anda hem kurum hem CO üretir; tank havalandırması sonrası bile tehlikeli seviyelerde kalabilir.

CO₂, −55 °C altında donar ve LNG veya amonyak yüklerinde karbamat oluşturabilir. Bu durum, pompalar ve vanalarda tıkanmaya neden olur.
Nem içeren inert gaz, hidrat oluşumu ve korozyon riskini artırır. Yükleme öncesi gazın düşük çiğlenme noktasına sahip olması gerekir.

Maddeler üç halde bulunur: katı, sıvı ve gaz.
Su en yaygın örnektir:

• Buz (katı): Moleküller güçlü kuvvetlerle bağlıdır.
• Sıvı: Bağlar zayıflar, moleküller daha serbest hareket eder.
• Buhar (Gaz): Yüksek enerjiyle moleküller yüzeyden ayrılır.

Isı, moleküllerin hareket enerjisini artırır.
Katı → sıvı → gaz dönüşümü bu enerjiyle gerçekleşir.
Gaz yoğunlaşırken veya sıvı donarken ısı açığa çıkar. Bu süreç tersine çevrilebilir.

• Duyulur ısı: Termometreyle ölçülebilir.
• Gizli ısı: Faz değişimi sırasında moleküller arası bağları kırar, ölçülemez.
• Erime ısısı (fusion): Katı → sıvı
• Buharlaşma ısısı (vaporization): Sıvı → gaz

Sıvı ısındıkça yüzeyden moleküller ayrılır ve buhar basıncı oluşur.
Buhar basıncı atmosfer basıncına eşit olduğunda sıvı kaynar.
Basınç azaldığında kaynama noktası düşer, arttığında yükselir.
Bu nedenle doyma sıcaklığı (saturation temperature) terimi kullanılır.

• Özgül ısı: 1 kg maddenin sıcaklığını 1°C artırmak için gereken ısı.
• Entalpi (H): Sistemdeki toplam enerji (ısı + basınç enerjisi).
• Entropi (S): Enerjinin sistemdeki dağılma ölçüsü.
  Tersinir süreçlerde entropi aşamalı değişir ama toplamda sabit kalır.